本发明专利技术涉及一种超轻质点阵材料的夹层结构，属于材料研究技术领域。超轻质点阵材料的夹层结构由单个胞元经复制而成。单个胞元结构由七个正方形平面组成，包括一个顶面和四个侧面，加上连接于两个相邻侧面底部，且位于顶面异侧的底面。单个胞元在直角坐标系的X和Y方向进行多次复制之后形成夹层结构，将其顶部和底部用同种材料平板黏贴，即可得到所述超轻质点阵材料。本发明专利技术公开的超轻质点阵材料的夹层结构，由平板冲压组合制成，形式简单，易于制造，性能稳定，能够适用于工业装备技术、航空航天科技和土建行业等众多领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种超轻质点阵材料的夹层结构，属于材料研究
技术介绍
目前各行业对超轻质材料的供给远远小于需求，国内市场实践性的超轻质材料的 发展空间比较大。国家计划在北京、上海、广州、深圳、天津、南京、重庆等十几个大城市修建 地铁或轻轨800~1000公里，急需大型侣材5万吨，在京-沪、京-沈、广-深、成-渝等高 速路或磁悬浮列车急需轻质材料5万吨W上，此外航天航空、船舶兵器和集装箱等也需要 材料5万吨W上。因此，加快轻质材料高速发展也是我国国防、交通运输和其他国民经济事 业的一项重要任务。 工业装备技术、航空航天科技和±建行业的迅猛发展对高性能工程材料的设计与 制备提出了更高的要求，如；轻质、高强、主动冷却和多功能化应用等。超轻质复合金属材料 将会在今后的高能耗设备器械上得到更广泛的应用，该不仅会大幅度降低对常规能源的依 赖，同时也可减轻对环境造成的污染。 虽然材料微结构的拓扑优化已经取得了令人瞩目的成果，但该些成果很少能直接 用于工程实践，其更多的作用是为材料微结构的选型提供辅助参考。随着多功能点阵材 料及其应用的进展，学科交叉势必更紧密，其主要发展方向如下；（1)从材料角度引入更多 的科学问题W强化点阵材料的性能，降低成本；（2)力学对材料微结构方面的优化设计要 与材料一起协同攻关，W便结构设计更复合实际制造水平；（3)超轻点阵结构在力学、传热 学、声学等方面的多功能优势使其具有广泛的应用前景，但是目前的研究多处在实验水平， 其推广应用需要更多的应用基础研究W适应各种复杂的使用环境。 针对现有技术的水平，本专利技术提供了一种易于制造、性能稳定的超轻质点阵材料 夹层结构。
技术实现思路
本专利技术解决其技术和结构设计问题所采用的技术方案是： -种超轻质点阵材料的夹层结构，为拓扑结构材料，取单个胞元结构作为说明对 象；单个胞元结构由走个正方形平面组成；胞元主体为一个顶面和四个侧面，类似于一个 无底面的正六面体，每个侧面近似垂直于水平面，略小于90度，该里取为与水平面的夹角 的余弦值为0. 1，该样取值的目的是保证夹层结构在变形时，各胞元的侧面能统一向上述无 底面的六面体内侧变形，该样是使夹层结构拥有更好的力学性能；其余两个正方形平面分 别连接于两个相邻的侧面，平行于顶面且位于顶面的异侧。 所述超轻质点阵材料的夹层结构，由两部分组成：一部分是由单个胞元在直角坐 标系的X和Y方向进行多次复制之后形成的夹层结构；另一部分是黏贴夹层顶部和底部的 平板。 所述超轻质点阵材料的夹层结构的夹层，由一个胞元在直角坐标系的X和Y方向 进行多次复制之后形成，复制的次数由实际中该材料使用的面积决定。【附图说明】 图1为单个胞元的俯视图。 图2为单个胞元的左视图。 图3为单个胞元的正视图。 图4、5为所述超轻质点阵材料夹层结构的夹层制造说明图。 图6为已经黏贴在底板上的夹层结构总体视图，为便于说明，未画出夹层上部的 平板。【具体实施方式】 下面将结合附图对本专利技术作进一步说明： 图6中所述夹层结构为一个胞元在直角坐标系X和Y方向进行复制一定次数所 得，复制次数由实际的制造需要确定，将所得夹层结构，用两块适当大小的同种材料平板将 其黏贴在中间，即可得到该超轻质点阵材料。 制作所述超轻质点阵材料时，如图4所示，将平板中虚线所包围的正方形去除，即 得平板，如图5所示，再将图5中黑体数字1、2、3、4、5、6、7、8所在正方形向上顶起，折叠，即 可得到一组胞元。 图5中黑体数字1、2、3、4、5、6、7、8所在小正方形，在形成胞元之后，就是所在胞元 的顶面，该些数字周围的4个小正方形即为所在胞元的侧面，黑体数字0所在的小正方形即 为组成胞元的剩余面，也起到连接胞元的作用。【主权项】1. 一种超轻质点阵材料的夹层结构，其特征在于：所述超轻质点阵材料的夹层结构， 由单个胞元在直角坐标系的X和Y方向复制而成，单个胞元结构由七个正方形平面组成，包 括一个顶面和四个侧面，加上连接于两个相邻侧面底部，且位于顶面异侧的底面。2. 根据权利要求1的一种超轻质点阵材料的夹层结构，其特征在于：在制造夹层结构 时，每个胞元的侧面与底面近似垂直，略小于90度，且大于80度，目的是保证夹层结构在变 形时，各胞元的侧面能统一向胞元内侧变形，这样是使夹层结构拥有更好的力学性能，所以 这里为便于说明，取其余弦值为〇. 1的角度，即84. 26度。3. 根据权利要求1的一种超轻质点阵材料的夹层结构，其特征在于：所述超轻质点阵 材料的夹层结构，由单个胞元复制而成，单个胞元中每个正方形的尺寸大小和具体复制次 数由实际使用时所需的大小确定。4. 根据权利要求1的一种超轻质点阵材料的夹层结构，其特征在于：所述超轻质点阵 材料的夹层结构，制作胞元和两个平板的材料，采用钢材。【专利摘要】本专利技术涉及一种超轻质点阵材料的夹层结构，属于材料研究
超轻质点阵材料的夹层结构由单个胞元经复制而成。单个胞元结构由七个正方形平面组成，包括一个顶面和四个侧面，加上连接于两个相邻侧面底部，且位于顶面异侧的底面。单个胞元在直角坐标系的X和Y方向进行多次复制之后形成夹层结构，将其顶部和底部用同种材料平板黏贴，即可得到所述超轻质点阵材料。本专利技术公开的超轻质点阵材料的夹层结构，由平板冲压组合制成，形式简单，易于制造，性能稳定，能够适用于工业装备技术、航空航天科技和土建行业等众多领域。【IPC分类】F16S1-06【公开号】CN104763871【申请号】CN201510100148【专利技术人】郭浩淼, 吴秀云 【申请人】郭浩淼, 吴秀云【公开日】2015年7月8日【申请日】2015年3月6日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超轻质点阵材料的夹层结构，其特征在于：所述超轻质点阵材料的夹层结构，由单个胞元在直角坐标系的X和Y方向复制而成，单个胞元结构由七个正方形平面组成，包括一个顶面和四个侧面，加上连接于两个相邻侧面底部，且位于顶面异侧的底面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭浩淼，吴秀云，
申请(专利权)人：郭浩淼，吴秀云，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。